專利名稱：一體化能量回饋型恒流充放電電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種電源，具體地說是一種充放電電源背景技術：
傳統的二次電池化成設備往往采用開關穩壓電源作為低壓供電電源，其效率僅為70％，然后由效率極低的線性恒流源對電池進行充電，以至電能的利用效率平均僅能達到30％甚至更低。由于在電池的放電過程中沒有采用能量回饋技術，電池的儲能均以熱量的形式耗散掉。若以電池儲能為1WH計算，采用傳統設備對電池進行一次充放電所需電能約為3.33WH，由于電池的化成往往是數以萬計的同時進行，電力消耗相當驚人。化成設備效率的低下導致大量的電能以熱量的形式在消耗在化成車間，若沒有大功率的空調和通風設備對車間進行降溫，高溫下設備將無法正常運行。化成設備效率的低下以及空調設備大量的電力消耗無疑將增加企業的運營成本，從而導致產品成本的提高。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種可以使電池化成設備的用電效率大幅提高的一體化能量回饋型恒流充放電電源。
本實用新型的目的是這樣實現的在一次側，推挽變壓器TR一次側的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負極L-連接，二極管D1、D2分別與功率場效應管Q1、Q2反并；在二次側，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機管D5的陰極，D5的陽極接二次側公共端，即電池負極。功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與二次側的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應管Q3、Q4反并。
充電時，功率場效應管Q1、Q2二級管D1、D2以及變壓器TR構成常規的推挽電路，二極管D3，D4與變壓器TR的二次側構成全波整流電路，電感L作為平波電感。場效應管Q3，Q4與二極管D3，D4一起完成同步整流功能。由于同步整流技術的應用，電路的工作效率可以達到80％。
放電時，電感L與功率場效應管Q3、Q4二級管D3、D4以及變壓器TR構成升壓電路，此時電感L為升壓電感，二極管D5為續流二極管，防止過高的電壓把功率管擊穿。二極管D1，D2與變壓器TR的一次側構成全波整流電路，把電池釋放的電能返回直流母線。
充電時，Q1、Q2交替導通，母線電能被傳送到變壓器的二次側，經全波整流并濾波后充入電池。
放電時Q3、Q4交替截止，電感L的儲能經變壓器TR傳送到變壓器的一次側，經二極管D1、D2整流后回饋給高壓直流母線。
本實用新型完全采用了開關電源技術，加之同步整流技術的運用，使得電池化成設備的用電效率能夠大幅提高。在充電過程中，具有同步整流功能的恒流輸出直接對電池進行充電，電能的利用效率可以輕松地達到60％以上。在放電過程中，本設計采用先進的能量回饋技術，電池的儲能被釋放至直流母線，供其它電池充電使用。由于本設計的放電效率平均可達60％，假設電池儲能為1WH，充電時，設備從母線上攝取大約1.67瓦時的電能，而放電時又有約0.6瓦時的電能返回母線，綜合起來采用本設計對電池進行一次充放電僅從母線攝取了約1.07瓦時的電能，與前者的3.33WH相比較，可節約電能約67％。
由于以往電池生產企業的化成車間存在巨大的能耗，必須輔以空調及通風設備對車間進行降溫，這樣不僅需要一筆較大的設備投入開支，而且空調及通風設備的能耗也增加了企業的運行成本。采用本實用新型的技術方案，電池生產企業不僅可以減少空調等設備的投入資金，而且在運行中還可帶來可觀的電費節約，至于采用本設計增加的一部分設備成本則很快可以地從電費節約中收回。
本實用新型是一種一體化的帶能量回饋功能的可實現對電池進行恒流充電、恒流放電的雙向直流-直流變換器，一方面它可以應用于二次電池化成設備和超級電容器老化及篩選測試設備，另一方面也可以與巡檢系統一起構成動力電池(或超級電容器)的能量均衡管理系統，實現對電池組或超級電容器組的能量均衡管理。在電動汽車備受關注的今天，本實用新型無疑具有它潛在的應用價值。
圖1是本實用新型的電路結構示意圖；圖2是本實用新型的電路結構處于充電狀態時的結構示意圖；圖3是本實用新型的電路結構處于放電狀態時的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述結合圖1，在一次側，推挽變壓器TR一次側的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負極L-連接，二極管D1、D2分別與功率場效應管Q1、Q2反并。
在二次側，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機管D5的陰極，D5的陽極接二次側公共端，即電池負極。功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與二次側的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應管Q3、Q4反并。
結合圖2，充電時，功率場效應管Q1、Q2二級管D1、D2以及變壓器TR構成常規的推挽電路，二極管D3，D4與變壓器TR的二次側構成全波整流電路，電感L作為平波電感。場效應管Q3，Q4與二極管D3，D4一起完成同步整流功能。由于同步整流技術的應用，電路的工作效率可以達到80％。
結合圖3，放電時，電感L與功率場效應管Q3、Q4二級管D3、D4以及變壓器TR構成升壓電路，此時電感L為升壓電感，二極管D5為續流二極管，防止過高的電壓把功率管擊穿。二極管D1，D2與變壓器TR的一次側構成全波整流電路，把電池釋放的電能返回直流母線。
充電時，Q1、Q2交替導通，母線電能被傳送到變壓器的二次側，經全波整流并濾波后充入電池。
放電時Q3、Q4交替截止，電感L的儲能經變壓器TR傳送到變壓器的一次側，經二極管D1、D2整流后回饋給高壓直流母線。
權利要求1.一種一體化能量回饋型恒流充放電電源，其特征是在一次側，推挽變壓器TR一次側的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負極L-連接，二極管D1、D2分別與功率場效應管Q1、Q2反并；在二次側，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機管D5的陰極，D5的陽極接二次側公共端，功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與二次側的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應管Q3、Q4反并。
專利摘要本實用新型是一種一體化能量回饋型恒流充放電電源。在一次側，推挽變壓器TR一次側的中間抽頭P0端與高壓直流母線的正極L+連接，功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的P1和P2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與高壓直流母線的負極L－連接，二極管D1、D2分別與功率場效應管Q1、Q2反并；在二次側，電感L的第1腳與電池的正極連接，電感L的第2腳與推挽變壓器TR二次測中間抽頭S0端連接，電感L的第3腳接二機管D5的陰極，D5的陽極接二次側公共端。功率場效應管Q3、Q4的漏極分別與推挽變壓器TR的S1和S2端連接，功率場效應管Q3、Q4的源極分別與二次側的公共端連接，二極管D3、D4分別與功率場效應管Q3、Q4反并。本實用新型可以使電池化成設備的用電效率大幅提高。
文檔編號H02J7/00GK2927449SQ200620020998
公開日2007年7月25日 申請日期2006年6月9日 優先權日2006年6月9日
發明者葉曉朋 申請人:葉曉朋